KR101085647B1 - 일체형 원자로의 상부 구조물 - Google Patents

일체형 원자로의 상부 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일체형 원자로의 상부 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일체형 원자로의 상부 구조물을 모듈화하여 결합과 분리가 용이하도록 함으로써 원자로에 설치된 제어봉 장치의 교체와 보수를 편리하게 할 수 있는 일체형 원자로의 상부 구조물에 관한 것이다.
보다 구체적으로는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물은 원자로 헤드의 상부에 설치되되, 냉각팬과 리프팅 구조물 및 에어 플레넘이 일체로 형성되는 상부 모듈; 상기 상부 모듈의 하방에 분리 가능하도록 결합되되 공기 유입부가 관통하여 구비되는 중앙부 모듈; 및 상기 중앙부 모듈의 하방에 분리 가능하도록 결합되는 하부 모듈; 을 포함하되, 상기 상부 모듈, 중앙부 모듈, 하부 모듈에는 상하가 개방되도록 원통형으로 형성되는 슈라우드 플레이트와, 상기 슈라우드 플레이트의 내주면을 따라 소정 간격으로 이격되어 공기 유로를 형성하는 배플이 각각 구비되고, 상기 배플 중 적어도 어느 하나에는 플랜지가 형성되며 상기 플랜지가 상호 밀착하여 결합되는 일체형 원자로의 상부 구조물에 관한 것이다.

Description

일체형 원자로의 상부 구조물{Head assembly for Integrated type Nuclear Reactor}
본 발명은 일체형 원자로의 상부 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일체형 원자로의 상부 구조물을 모듈화하여 결합과 분리가 용이하도록 함으로써 원자로에 설치된 제어봉 장치의 교체와 보수를 편리하게 할 수 있는 일체형 원자로의 상부 구조물에 관한 것이다.
일반적으로 원자로(原子爐, nuclear reactor)는 연쇄핵분열반응의 결과 순간적으로 방출되는 다량의 질량결손(質量缺損) 에너지가 방출되도록 연쇄반응을 제어하여 핵분열에서 발생하는 열에너지를 동력으로 사용하도록 하는 장치를 말한다. 원자로 내에서 핵 분해 반응시 반응 속도를 제어하기 위해 제어봉이 활용되며, 제어봉을 삽입하거나 인출하기 위한 제어봉 구동 장치가 구비되는 것이 일반적이다. 이러한 제어봉과 제어봉 구동 장치를 공기로 냉각시키기 위해 원자로 내부로 공기가 순환된다.
도 6a 는 종래의 원자로 상부 구조물에 냉각을 위한 공기가 순환할 때 배플 상호간의 결합 부위로 공기가 누설되는 상태를 나타내는 공기 흐름도를 나타낸다.
도 6a 를 참조하면 종래의 원자로 상부 구조물에서는 공기 유입부(250)를 통해 유입되는 공기는 원자로 상부 구조물의 내부로 유입되어 제어봉과 제어봉 구동 장치를 비롯한 각종 장비로부터 열에너지를 흡수하여 냉각시키면서 하강한다. 하강한 공기는 하부 모듈(300)에 구비된 하부 배플(320)과 하부 슈라우드 플레이트(310) 사이의 이격된 공기 유동 통로를 통해 상승하여 에어 플레넘(150)을 거쳐 냉각팬(130)을 통해 외부로 배출된다.
따라서, 종래의 원자로 상부 구조물의 경우,
첫째, 상부 모듈(100), 중앙부 모듈(200), 하부 모듈(300)에 구비되는 상부 배플(120), 중앙부 배플(220), 하부 배플(320)이 상호 결합된 부위에서 공기가 유입되거나 유출되는 등 공기의 누설이 발생할 수 있어 냉각 효율이 저하되는 단점이 있다.
둘째, 배플이 결합된 부위는 소정의 두께를 갖는 배플이 상하 방향으로 배열되어 밀착하도록 적재되므로 상단에 위치한 배플의 위치가 이탈하여 배플의 형상이 어긋날 염려가 있다.
따라서, 상하단에 결합된 배플이 이탈하지 않도록 견고하게 유지하고, 배플의 결합 부위를 통해 공기가 누설되지 않도록 기밀을 유지할 수 있는 일체형 원자로 상부 구조물의 개발이 요구된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 배플의 위치가 이탈되지 않도록 형상을 유지하고 배플 상호간의 결합 부위에서 공기가 누설되지 않도록 기밀을 유지할 수 있는 일체형 원자로 상부 구조물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물은 원자로 헤드의 상부에 설치되되, 냉각팬(130)과 리프팅 구조물(140) 및 에어 플레넘(150)이 일체로 형성되는 상부 모듈(100); 상기 상부 모듈(100)의 하방에 분리 가능하도록 결합되되 외부로부터 내부로 공기가 유동할 수 있도록 공기 유입부(250)가 적어도 하나 이상 관통하여 구비되는 중앙부 모듈(200); 및 상기 중앙부 모듈(200)의 하방에 분리 가능하도록 결합되는 하부 모듈(300); 을 포함하되, 상기 상부 모듈(100), 중앙부 모듈(200), 하부 모듈(300)에는 상하가 개방되도록 원통형으로 형성되는 슈라우드 플레이트(110, 210, 310)와, 상기 슈라우드 플레이트(110, 210, 310)의 내주면을 따라 고정되되 상기 슈라우드 플레이트(110, 210, 310)로부터 소정 간격으로 이격되어 공기 유로를 형성하는 배플(120, 220, 320)이 각각 구비되고, 상기 상부 모듈(100)과 상기 중앙부 모듈(200)이 상호 결합되는 상기 상부 모듈(100)의 하면 및 상기 중앙부 모듈(200)의 상면, 상기 중앙부 모듈(200)과 상기 하부 모듈(300)이 상호 결합되는 상기 중앙부 모듈(200)의 하면 및 상기 하부 모듈(300)의 상면 중 적어도 어느 하나에는 플랜지(400)가 형성되며 상기 플랜지(400)가 상호 밀착하여 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예 1 에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물은 상기 플랜지(400)는 상기 상부 배플(120)의 하면 및 상기 중앙부 배플(220)의 상면과, 상기 중앙부 배플(220)의 하면 및 상기 하부 배플(320)의 상면 중 적어도 어느 하나의 위치에 형성되고, 상기 플랜지(400)가 상호 밀착하여 결합되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 실시예 2 에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물은 상기 플랜지(400)가 상호 밀착된 면에는 공기의 누설을 방지하기 위한 개스킷(410)이 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예 3 에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물은 상기 플랜지(400)에는 상기 배플(120, 220, 320) 상호간의 결합을 위해 원주 방향을 따라 돌출되는 보조 플랜지(420)가 적어도 하나 이상 형성되고, 상기 보조 플랜지(420)는 체결 수단(421)에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.
첫째, 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물은 상부 모듈, 중앙부 모듈, 하부 모듈에 상호간의 결합 부위에 플랜지가 구비되므로, 모듈간의 결합 부위를 통해 공기가 누설되는 문제를 방지하여 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
둘째, 본 발명의 실시예 1 에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물은 상부 배플, 중앙부 배플, 하부 배플 상호간의 결합 부위에 플랜지가 형성되어, 플랜지 상호간의 결합 부위를 통해 공기 누설을 방지함과 동시에 상하 방향으로 배열되는 배플이 단부에 위치한 플랜지를 통해 안정적으로 적재되어 결합되므로 배플의 위치 이탈로 인한 형상 변경을 방지할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 본 발명의 실시예 2 에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물은 플랜지의 결합 부위에 개스킷이 삽입되므로, 플랜지 결합부를 통한 공기누설 방지기능이 보다 강화되는 효과가 있다.
넷째, 본 발명의 실시예 3 에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물은 플랜지에 하나 이상의 보조 플랜지가 형성되고 보조 플랜지는 체결 수단에 의해 결합될 수 있으므로, 상단과 하단에 위치한 배플 상호간의 결합이 견고해지고 배플의 결합과 분리가 용이해지는 장점이 있다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물이 결합된 상태를 나타내는 사시도.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 원자로 상부 구조물 중 상부 모듈을 나타내는 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시예 1 에 따른 배플 상호간의 결합 구조를 나타내는 사시도.
도 4 는 본 발명의 실시예 2 에 따른 배플 상호간의 결합 관계를 나타내는 분해 사시도.
도 5 는 본 발명의 실시예 3 에 따른 배플 상호간의 결합 관계를 나타내는 분해 사시도.
도 6a 는 종래의 원자로 상부 구조물에 냉각을 위한 공기가 순환할 때 배플 상호간의 결합 부위로 공기가 누설되는 상태를 나타내는 공기 흐름도.
도 6b 는 본 발명의 일실시예에 따른 원자로 상부 구조물에 배플간의 결합 부위로 공기가 누설되지 않고 공기가 순환하는 상태를 나타내는 공기 흐름도.
일반적으로 원자로는 핵분열반응의 결과 발생하는 질량결손(質量缺損) 에너지를 이용하는 장치이다. 연소열에 의해 자동으로 연소가 확대되는 화력로와 달리 원자로는 연료의 핵분열 때에 방출되는 중성자(中性子)를 매개체로 하여 핵분열 반응을 수행한다.
원자로의 핵분열 반응은 핵연료에 흡수되는 중성자수를 제어함으로써 핵연료의 연소를 조절할 수 있는데, 원자로 내의 핵분열을 지속시키기 위해서는 핵분열시 방출되는 중성자 중에서 다시 핵연료에 흡수되어 재차 핵분열을 일으키는 수가 최소한 1개 이상이어야 한다. 만약 그 수가 1일 때에는 핵분열반응은 감소하지도 증가하지도 않고 일정하게 유지되며, 이 상태를 원자로의 임계(臨界)라고 한다. 또한 그 수가 1을 초과할 때는 핵분열반응의 수도 점점 증가하게 되는데 이를 초임계상태(超臨界狀態)라 하며, 그 반대의 경우를 미임계상태(未臨界狀態)라 한다.
일반적으로 원자로를 일정한 출력으로 운전할 때는 이를 임계상태로 두거나 약간의 임계초과상태로 하여 여분의 중성자를 제어봉에 흡수시키는 방법을 활용한다. 1회의 핵분열에서 방출되는 중성자수는 우라늄 235의 경우 평균 2개 정도이지만, 이들 모두가 재차 핵분열에 기여하는 것은 아니고 원자로 외부로의 누설, 또는 비핵분열성 물질에의 흡수 등에 의해 그 수가 감소하므로 원자로를 계속 운전하기 위해서는 이러한 중성자 손실을 최소화하는 것이 중요하다. 중성자의 손실을 방지하기 위한 방법으로는 핵분열성 물질의 양을 증가시키거나 핵분열시 방출되는 고속중성자를 열중성자준위로 감속시켜 흡수확률을 높이는 방법, 노심외부(爐心外部)로의 누설량을 최소화할 수 있도록 원자로의 크기를 충분히 크게 하는 방법, 그리고 다른 비핵분열성 물질에의 흡수를 최소로 하는 방법 등이 있다. 핵분열의 순간에 방출되는 중성자는 에너지가 높은 고속중성자로서 핵연료에 흡수될 확률이 극히 낮으므로, 이를 감속시켜 흡수확률을 높이는 것이 중요하다. 원자로의 제어는 카드뮴ㅇ 붕소 등과 같이 중성자 흡수 단면적이 큰 재질을 노심 내에 집어넣거나 빼냄으로써 중성자수를 조절하여 제어하게 되며, 또한 반사체(反射體)나 감속재의 양을 변화시키는 방법을 사용하기도 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물이 결합된 상태를 나타내는 사시도를, 도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 원자로 상부 구조물 중 상부 모듈을 나타내는 사시도를, 도 3 은 본 발명의 실시예 1 에 따른 배플 상호간의 결합 구조를 나타내는 사시도를, 도 4 는 본 발명의 실시예 2 에 따른 배플 상호간의 결합 관계를 나타내는 분해 사시도를, 도 5 는 본 발명의 실시예 3 에 따른 배플 상호간의 결합 관계를 나타내는 분해 사시도를, 도 6a 는 종래의 원자로 상부 구조물에 냉각을 위한 공기가 순환할 때 배플 상호간의 결합 부위로 공기가 누설되는 상태를 나타내는 공기 흐름도를, 도 6b 는 본 발명의 일실시예에 따른 원자로 상부 구조물에 배플간의 결합 부위로 공기가 누설되지 않고 공기가 순환하는 상태를 나타내는 공기 흐름도를 나타낸다.
도 1 을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 원자로의 상부 구조물은 상부 모듈(100), 중앙부 모듈(200), 하부 모듈(300)을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 상기 상부 모듈(100)은 원자로 헤드의 상부에 위치하되, 냉각팬(130), 리프팅 구조물(140) 등이 구비되는 에어 플레넘(150)과, 상기 에어 플레넘(150)의 하단에 고정되는 상부 슈라우드 플레이트(110)와, 상기 상부 슈라우드 플레이트(110)의 내주면을 따라 고정되어 형성되는 상부 배플(120)을 포함할 수 있다. 원자로 헤드의 상부에 구비되는 상기 상부 모듈(100)은 핵연료를 교체할 때 제어봉 구동장치와 원자로 헤드를 인양하는 기능을 갖는다. 일체형 원자로의 상부 구조물에 설치되는 제어봉 구동장치는 원자로 노심의 핵반응 속도를 조절하기 위한 제어봉을 삽입하고 인출하도록 하는 장치이다. 상기 제어봉 구동장치는 다수개의 제어봉이 삽입되고 이탈될 수 있도록 허니컴 형태의 공간이 천공되는 튜브 형태일 수 있다. 제어봉은 제어봉 구동의 내부에 삽입된 상태로 상하 방향으로 유동하면서 원자로 노심의 핵반응 속도를 조절한다. 상기 제어봉 구동장치에는 제어봉의 위치를 감지하기 위한 제어봉 위치지시센서가 구비될 수 있고, 제어봉을 구동하기 위한 동력원이 포함될 수 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 상기 냉각팬(130)은 상기 제어봉 구동장치의 냉각을 원활하게 수행하기 위해 설치되는 장치로 후술하게 될 공기의 유동을 조절하게 된다. 원자로 상부 구조물 내부에서의 공기 유동에 대해서는 후술하기로 한다. 상기 리프팅 구조물(140)은 삼각대와 쉐클로 형성될 수 있으며, 삼각대는 상기 상부 모듈(100) 전체를 인양하기 위한 것이고 삼각대의 상단에 연결된 쉐클에는 크레인이 연결되어 인양 작업을 수행할 수 있다. 상기 에어 플레넘(150)은 상기 냉각팬(130)과 상기 리프팅 구조물(140)을 지지하며 일체로 형성될 수 있다. 상기 에어 플레넘(150)의 하부에는 상기 상부 슈라우드 플레이트(110)가 구비될 수 있다. 상기 상부 슈라우드 플레이트(110)는 상하가 개방되도록 원통형으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 상부 슈라우드 플레이트(110)는 그 내부에 구비되는 구성물들을 보호하기 위한 커버 역할을 한다. 상기 상부 슈라우드 플레이트(110)는 상하 방향으로 배치되는 H빔 등의 서포트 구조물에 의해 지탱될 수 있다. 상기 상부 슈라우드 플레이트(110)로부터 소정 간격으로 이격되어 내주면을 따라 상부 배플(120)이 구비될 수 있다. 상기 상부 배플(120)은 상기 상부 슈라우드 플레이트(110)와 이격된 공간을 통해 공기가 유동하도록 유로를 형성하기 위한 것으로, 상기 냉각팬(130)에 의해 발생한 공기 유동이 원활하도록 하여 제어봉 구동장치와 원자로 상부 구조물의 냉각을 용이하게 하는 구조물이다. 원자로 상부 구조물에서의 공기 유동에 대해서는 후술하기로 한다. 상기 상부 배플(120)의 내부에는 상기 제어봉 구동장치와 제어봉이 구비되는 것이 바람직하다.
상기 일체형 원자로 상부 구조물에서 제어봉 구동장치와 관련된 작업이 요구되는 경우가 많은데, 제어봉 구동위한 동력원의 교체, 수리 및 유지 보수 작업, 제어봉 위치지시센서의 교체, 수리 및 유지 보수 작업, 제어봉 위치지시센서의 설치시 캘리브레이션(calibration) 작업 등이 이에 해당될 수 있다. 종래에는 이러한 제어봉 구동장치와 관련된 작업을 수행하기 위해 상기 냉각팬(130), 상기 리프팅 구조물(140)과 상기 에어 플레넘(150)을 차례로 분리하여 먼저 인양하고, 그 아래에 구비되는 케이블 지지유닛을 해체하여 제거한 후 상기 상부 배플(120)을 분리해야 했다. 이처럼 상기 상부 모듈(100)의 개별적인 구성장치를 하나하나 분해하여 분리 또는 제거를 하는 작업은, 첫째, 작업 시간과 노동력이 많이 소모되어 비효율적이고, 둘째, 구성장치를 분해하는 과정에서 구성품이 변형되거나 파손될 위험이 있으며, 셋째, 분해 과정에서의 구성품의 변형 또는 파손에 의해 제어봉 구동장치와 관련된 작업을 완료한 후 다시 조립하는 과정에서 결합이 어려운 문제가 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 상기 상부 모듈(100)을 일체로 형성하는 일체형 원자로의 상부 구조물(IHA, Integrated head assembly)을 활용하게 된다. 이하에서는 실시예 1 을 대표예로 설명하고, 실시예 2 및 실시예 3 에서는 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
실시예 1
도 1 및 도 3 을 참조하면 상기 중앙부 모듈(200)은 상기 상부 모듈(100)의 하방에 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 상기 중앙부 모듈(200)은 상기 상부 모듈(100)과 마찬가지로 중앙부 슈라우드 플레이트(210)와 중앙부 배플(220)이 구비될 수 있다. 상기 중앙부 슈라우드 플레이트(210)는 상하가 개방되도록 원통형으로 형성되는 것이 바람직하며, 구조와 기능은 상기 상부 슈라우드 플레이트(110)와 동일하므로 생략하기로 한다. 상기 중앙부 배플(220)은 상기 중앙부 슈라우드 플레이트(210)로부터 소정 간격으로 이격되어 내주면을 따라 고정되어 형성될 수 있다. 상기 중앙부 배플(220)의 기능은 상기 상부 배플(120)과 유사하므로 설명은 생략한다.
도 1 및 도 3 을 참조하면 상기 중앙부 모듈(200)에는 외부로부터 내부로 공기가 유동할 수 있도록 공기 유입부(250)가 적어도 하나 이상 구비되는 것이 좋다. 상기 공기 유입부(250)는 상기 중앙부 슈라우드 플레이트(210)와 상기 중앙부 배플(220)을 모두 관통하도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 공기 유입부(250)는 원자로 헤드와 제어봉 및 제어봉 구동장치를 냉각시키기 위한 공기가 유입되는 부위이다. 공기의 유동은 통상적인 대기의 유동에 의할 수 있으나, 상기 냉각팬(130)의 동작에 의해 유동될 수 있다. 상기 냉각팬(130)의 동작에 따라 원자로 내부의 공기를 흡입하여 외부로 배출하게 되면, 밀도 차이에 의해 외부의 공기가 상기 공기 유입부(250)를 통해 원자로 내부로 흡입된다.
도 1 및 도 3 을 참조하면 상기 하부 모듈(300)은 상기 중앙부 모듈(200)의 하방에 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 상기 하부 모듈(300)은 상기 상부 모듈(100) 및 상기 중앙부 모듈(200)과 마찬가지로 하부 슈라우드 플레이트(310)와 하부 배플(320)이 구비될 수 있다. 상기 하부 슈라우드 플레이트(310)와 상기 하부 배플(320)의 구조와 기능은 상기 중앙부 슈라우드 플레이트(210)와 상기 중앙부 배플(220)과 동일하므로 설명은 생략한다.
도 6b 에서는 원자로 내부에서의 공기 유동을 확인할 수 있다. 상기 냉각팬(130)의 동작에 따라 원자로 내부에 압력이 낮아지면 상기 공기 유입부(250)를 통해 외부 공기가 내부로 흡입된다. 상기 공기 유입부(250)는 상술한 바와 같이 상기 중앙부 슈라우드 플레이트(210)와 상기 중앙부 배플(220)을 모두 관통하도록 형성되므로, 상기 공기 유입부(250)를 통해 유입된 공기는 상기 중앙부 배플(220)의 내부로 유입된 후 하강하면서 원자로 상부 구조물 내부의 제어봉 및 제어봉 구동장치와 다른 구성요소들로부터 열에너지를 흡수하고 냉각시킨다. 열을 흡수하며 하강한 공기는 상기 하부 배플(320)과 상기 하부 슈라우드 플레이트(310) 사이의 이격된 공간으로 유동하게 된다. 이동한 공기는 상기 중앙부 배플(220)과 상기 중앙부 슈라우드 플레이트(210) 사이의 이격된 공간으로 유동되고, 다시 상기 상부 배플(120)과 상기 상부 슈라우드 플레이트(110) 사이의 이격된 공간으로 유동되며, 상기 에어 플레넘(150)을 거쳐 상기 냉각팬(130)을 통해 외부로 배출되게 된다.
도 6a 에서 살펴본 바와 같이 종래의 원자로 상부 구조물의 경우 상기 배플(120, 220, 320)이 상호 결합된 부위에서 공기가 누설되는 문제가 있어, 본 발명의 실시예 1 에서는 도 6b 와 같이 상기 배플(120, 220, 320)에 플랜지(flange)(400)를 구비하였다.
도 3 을 참조하면 상기 플랜지(flange)(400)는 상기 중앙부 모듈(200)의 상면과 하면에 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 상부 모듈(100)과 상기 중앙부 모듈(200)이 결합되는 부위에서는 상기 상부 배플(120)의 하면 및 상기 중앙부 배플(220)의 상면에 상기 플랜지(400)가 선택적으로 구비될 수 있다. 마찬가지로, 상기 중앙부 모듈(200)과 상기 하부 모듈(300)이 결합되는 부위에서는 상기 중앙부 배플(220)의 하면 및 상기 하부 배플(320)의 상면에 상기 플랜지(400)가 선택적으로 구비될 수 있다. 각각에 형성된 상기 플랜지(400)는 상호 밀착되어 결합되도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 배플(120, 220, 320)에 형성된 상기 플랜지(400)에 의해 도 6a 에서 도시되는 공기의 누설을 방지할 수 있으며, 상기 배플(120, 220, 320)이 상하 방향으로 적재됨에 따라 발생할 수 있는 위치 이탈에 따른 변형을 방지할 수 있는 장점이 있다. 상기 배플(120, 220, 320)의 상면 또는 하면에 형성되는 상기 플랜지(400)는 상기 배플(120, 220, 320)의 원주 방향을 따라 외부로 돌출 연장되어 구비되는 것이 바람직하다. 상기 플랜지(400)는 부품의 결합이나 강도를 보강하기 위해 사용되는 일반적인 플랜지와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
실시예 2
도 1 및 도 4 를 참조하면 실시예 1 에서와 살펴본 바와 같이 상기 플랜지(400)가 형성된 상기 배플(120, 220, 320)의 상면 또는 하면에는 개스킷(gasket)(410)이 삽입될 수 있다. 상기 개스킷(410)은 금속이나 그 밖의 재료가 서로 접촉할 경우, 접촉면에서 가스나 물이 새지 않도록 하기 위하여 끼워 넣는 패킹(packing)의 일종이다. 개스킷은 고무 소재로 형성되는 경우가 일반적이나, 석면질(石綿質)이나 구리 등도 있다. 실시예 2 에서 상기 개스킷(410)은 다양한 재질일 수 있으나 내열성이 강한 금속 재질인 것이 바람직하다. 실시예 2 에서는 상기 개스킷(410)이 상기 플랜지(400)가 상호 밀착되어 결합되는 면에 삽입되므로, 상기 배플(120, 220, 320) 상호간의 결합 부위에서 공기의 누설을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
실시예 3
도 5 를 참조하면 상기 플랜지(400)에는 원주 방향을 따라 외측으로 돌출되는 보조 플랜지(420)가 형성될 수 있다. 상기 보조 플랜지(420)는 상기 배플(120, 220, 320) 상호간의 결속을 견고히 하기 위해 상기 플랜지(400)에 구비되는 것으로, 상기 보조 플랜지(420)는 체결 수단(421)에 의해 결합되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 상부 배플(120)과 상기 중앙부 배플(220)의 결합을 위해 상기 상부 배플(120)의 하면과 상기 중앙부 배플(220)의 상면에 상기 플랜지(400)가 형성된 경우, 상기 플랜지(400)의 원주 방향을 따라 다수개로 보조 플랜지(420)가 외측으로 돌출 연장되어 형성될 수 있다. 상기 상부 배플(120) 하면의 상기 플랜지(400)에 형성된 상기 보조 플랜지(420)와, 상기 중앙부 배플(220) 상면의 상기 플랜지(400)에 형성된 상기 보조 플랜지(420)가 서로 결속되기 위해 상기 체결 수단(421)이 활용된다. 상기 보조 플랜지(420)의 중앙부가 관통되고, 관통된 부위를 통해 볼트 체결되는 예를 고려할 수 있다. 상기 플랜지(400)의 원주 방향을 따라 상기 보조 플랜지(420)가 다수개로 형성되는 경우, 상기 배플(120, 220, 320)을 상호 결합하거나 분리하기 위한 작업이 용이해지는 장점이 있다.
본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
100 : 상부 모듈 110 : 상부 슈라우드 플레이트
120 : 상부 배플 130 : 냉각팬
140 : 리프팅 구조물 150 : 에어 플레넘
200 : 중앙부 모듈 210 : 중앙부 슈라우드 플레이트
220 : 중앙부 배플 250 : 공기 유입부
300 : 하부 모듈 310 : 하부 슈라우드 플레이트
320 : 하부 배플 400 : 플랜지
410 : 개스킷 420 : 보조 플랜지
421 : 체결 수단

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 원자로 헤드의 상부에 설치되되, 냉각팬(130)과 리프팅 구조물(140) 및 에어 플레넘(150)이 일체로 형성되는 상부 모듈(100);
    상기 상부 모듈(100)의 하방에 분리 가능하도록 결합되되 외부로부터 내부로 공기가 유동할 수 있도록 공기 유입부(250)가 적어도 하나 이상 관통하여 구비되는 중앙부 모듈(200); 및
    상기 중앙부 모듈(200)의 하방에 분리 가능하도록 결합되는 하부 모듈(300);을 포함하되,
    상기 상부 모듈(100), 중앙부 모듈(200), 하부 모듈(300)에는 상하가 개방되도록 원통형으로 형성되는 슈라우드 플레이트(110, 210, 310)와, 상기 슈라우드 플레이트(110, 210, 310)의 내주면을 따라 고정되되 상기 슈라우드 플레이트(110, 210, 310)로부터 소정 간격으로 이격되어 공기 유로를 형성하는 배플(120, 220, 320)이 각각 구비되고,
    상기 상부 배플(120)의 하면 및 상기 중앙부 배플(220)의 상면과, 상기 중앙부 배플(220)의 하면 및 상기 하부 배플(320)의 상면에 플랜지(400)가 형성되며, 상기 플랜지(400)가 상호 밀착하여 결합되는 것을 특징으로 하는 일체형 원자로의 상부 구조물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 플랜지(400)가 상호 밀착된 면에는 공기의 누설을 방지하기 위한 개스킷(410)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 원자로의 상부 구조물.
  4. 제 2 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플랜지(400)에는 상기 배플(120, 220, 320) 상호간의 결합을 위해 원주 방향을 따라 돌출되는 보조 플랜지(420)가 적어도 하나 이상 형성되고, 상기 보조 플랜지(420)는 체결 수단(421)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 원자로의 상부 구조물.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030026378A1 (en) 2001-08-02 2003-02-06 Advent Engineering Services, Inc. Integrated head assembly for a nuclear reactor
KR100844439B1 (ko) * 2007-01-02 2008-07-07 한국전력기술 주식회사 모듈형 원자로 상부집합체

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030026378A1 (en) 2001-08-02 2003-02-06 Advent Engineering Services, Inc. Integrated head assembly for a nuclear reactor
KR100844439B1 (ko) * 2007-01-02 2008-07-07 한국전력기술 주식회사 모듈형 원자로 상부집합체

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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